兩句話輕鬆掌握 Python 最難知識點
作者：劉羽沖
來源：https://segmentfault.com/a/1190000011447445
千萬不要被所謂"元類是99%的python程序員不會用到的特性"這類的說辭嚇住。因為每個中國人，都是天生的元類使用者
學懂元類，你只需要知道兩句話：
道生一，一生二，二生三，三生萬物
我是誰？我從哪來里？我要到哪裡去？
在python世界，擁有一個永恆的道，那就是"type"，請記在腦海中，type就是道。如此廣袤無垠的python生態圈，都是由type產生出來的。
道生一，一生二，二生三，三生萬物。
道即是 type
一即是 metaclass(元類，或者叫類生成器)
二即是 class(類，或者叫實例生成器)
三即是 instance(實例)
萬物即是 實例的各種屬性與方法，我們平常使用python時，調用的就是它們。
道和一，是我們今天討論的命題，而二、三、和萬物，則是我們常常使用的類、實例、屬性和方法，用hello world來舉例：
輸出效果：
這就是一個標準的"二生三，三生萬物"過程。從類到我們可以調用的方法，用了這兩步。
那我們不由自主要問，類從何而來呢？回到代碼的第一行。
class Hello其實是一個函數的"語義化簡稱"，只為了讓代碼更淺顯易懂，它的另一個寫法是：
這樣的寫法，就和之前的Class Hello寫法作用完全相同，你可以試試創建實例並調用
輸出效果：
我們回頭看一眼最精彩的地方，道直接生出了二：
Hello = type("Hello", (object,), dict(say_hello=fn))
這就是"道"，python世界的起源，你可以為此而驚嘆。
注意它的三個參數！暗合人類的三大永恆命題：我是誰，我從哪裡來，我要到哪裡去。
第一個參數：我是誰。 在這裡，我需要一個區分於其它一切的命名，以上的實例將我命名為"Hello"
第二個參數：我從哪裡來
在這裡，我需要知道從哪裡來，也就是我的"父類"，以上實例中我的父類是"object"——python中一種非常初級的類。
第三個參數：我要到哪裡去
在這裡，我們將需要調用的方法和屬性包含到一個字典里，再作為參數傳入。以上實例中，我們有一個say_hello方法包裝進了字典中。
值得注意的是，三大永恆命題，是一切類，一切實例，甚至一切實例屬性與方法都具有的。理所應當，它們的"創造者"，道和一，即type和元類，也具有這三個參數。但平常，類的三大永恆命題並不作為參數傳入，而是以如下方式傳入
造物主，可以直接創造單個的人，但這是一件苦役。造物主會先創造"人"這一物種，再批量創造具體的個人。並將三大永恆命題，一直傳遞下去。
"道"可以直接生出"二"，但它會先生出"一"，再批量地製造"二"。
type可以直接生成類（class），但也可以先生成元類（metaclass），再使用元類批量定製類（class）。
元類——道生一，一生二
一般來說，元類均被命名後綴為Metalass。想像一下，我們需要一個可以自動打招呼的元類，它裡面的類方法呢，有時需要sayHello，有時需要sayHi，有時又需要saySayolala，有時需要sayNihao。
如果每個內置的say_xxx都需要在類裡面聲明一次，那將是多麼可怕的苦役！ 不如使用元類來解決問題。
以下是創建一個專門"打招呼"用的元類代碼：
記住兩點：
1、元類是由"type"衍生而出，所以父類需要傳入type。【道生一，所以一必須包含道】
2、元類的操作都在new中完成，它的第一個參數是將創建的類，之後的參數即是三大永恆命題：我是誰，我從哪裡來，我將到哪裡去。 它返回的對象也是三大永恆命題，接下來，這三個參數將一直陪伴我們。
在new中，我只進行了一個操作，就是
它跟據類的名字，創建了一個類方法。比如我們由元類創建的類叫"Hello"，那創建時就自動有了一個叫"say_Hello"的類方法，然後又將類的名字"Hello"作為默認參數saying，傳到了方法裡面。然後把hello方法調用時的傳參作為value傳進去，最終列印出來。
那麼，一個元類是怎麼從創建到調用的呢？
來！一起根據道生一、一生二、二生三、三生萬物的準則，走進元類的生命周期吧！
輸出為
注意：通過元類創建的類，第一個參數是父類，第二個參數是metaclass
普通人出生都不會說話，但有的人出生就會打招呼說"Hello"，"你好","sayolala"，這就是天賦的力量。它會給我們面向對象的編程省下無數的麻煩。
現在，保持元類不變，我們還可以繼續創建Sayolala， Nihao類，如下：
輸出
也可以說中文
輸出
再來一個小例子：
現在我們列印一下L
而普通的list沒有add()方法
太棒了！學到這裡，你是不是已經體驗到了造物主的樂趣？
python世界的一切，盡在掌握。
年輕的造物主，請隨我一起開創新世界。
我們選擇兩個領域，一個是Django的核心思想，"Object Relational Mapping"，即對象-關係映射，簡稱ORM。
這是Django的一大難點，但學完了元類，一切變得清晰。你對Django的理解將更上一層樓！
另一個領域是爬蟲領域（黑客領域），一個自動搜索網路上的可用代理，然後換著IP去突破別的人反爬蟲限制。
這兩項技能非常有用，也非常好玩！
挑戰一：通過元類創建ORM
準備工作，創建一個Field類
它的作用是
在Field類實例化時將得到兩個參數，name和column_type，它們將被綁定為Field的私有屬性，如果要將Field轉化為字元串時，將返回"Field:XXX" ， XXX是傳入的name名稱。
準備工作：創建StringField和IntergerField
它的作用是
在StringField,IntegerField實例初始化時，時自動調用父類的初始化方式。
道生一
它做了以下幾件事
創建一個新的字典mapping
將每一個類的屬性，通過.items()遍歷其鍵值對。如果值是Field類，則列印鍵值，並將這一對鍵值綁定到mapping字典上。
將剛剛傳入值為Field類的屬性刪除。
創建一個專門的mappings屬性，保存字典mapping。
創建一個專門的table屬性，保存傳入的類的名稱。
一生二
如果從Model創建一個子類User：
這時
id= IntegerField("id")就會自動解析為：
Model.setattr(self, "id", IntegerField("id"))
因為IntergerField("id")是Field的子類的實例，自動觸發元類的new，所以將IntergerField("id")存入mappings並刪除這個鍵值對。
二生三、三生萬物
當你初始化一個實例的時候並調用save()方法時候
這時先完成了二生三的過程：
先調用Model.setattr，將鍵值載入私有對象
然後調用元類的"天賦"，ModelMetaclass.new，將Model中的私有對象，只要是Field的實例，都自動存入u.mappings。
接下來完成了三生萬物的過程：
通過u.save()模擬資料庫存入操作。這裡我們僅僅做了一下遍歷mappings操作，虛擬了sql並列印，在現實情況下是通過輸入sql語句與資料庫來運行。
輸出結果為
年輕的造物主，你已經和我一起體驗了由"道"演化"萬物"的偉大曆程，這也是Django中的Model版塊核心原理。
接下來，請和我一起進行更好玩的爬蟲實戰（嗯，你現在已經是初級黑客了）：網路代理的爬取吧！
挑戰二：網路代理的爬取
準備工作，先爬個頁面玩玩
請確保已安裝requests和pyquery這兩個包。
這裡，我們利用request包，把百度的源碼爬了出來。
試一試抓百度
把這一段粘在get_page.py後面，試完刪除
試一試抓代理
把這一段粘在get_page.py後面，試完刪除
接下來進入正題：使用元類批量抓取代理
批量處理抓取代理
道生一：元類的new中，做了四件事：
將"crawl_"開頭的類方法的名稱推入ProxyGetter.CrawlName
將"crawl_"開頭的類方法的本身推入ProxyGetter.CrawlFunc
計算符合"crawl_"開頭的類方法個數
刪除所有符合"crawl_"開頭的類方法
怎麼樣？是不是和之前創建ORM的mappings過程極為相似？
一生二：類裡面定義了使用pyquery抓取頁面元素的方法
分別從三個免費代理網站抓取了頁面上顯示的全部代理。
如果對yield用法不熟悉，可以查看：
廖雪峰的python教程：生成器
二生三：創建實例對象crawler
略
三生萬物：遍歷每一個CrawlFunc
在ProxyGetter.CrawlName上面，獲取可以抓取的的網址名。
觸發類方法ProxyGetter.getrawproxies(site)
遍歷ProxyGetter.CrawlFunc,如果方法名和網址名稱相同的，則執行這一個方法
把每個網址獲取到的代理整合成數組輸出。
那麼。。。怎麼利用批量代理，衝擊別人的網站，套取別人的密碼，狂發廣告水貼，定時騷擾客戶？ 呃！想啥呢！這些自己悟！如果悟不到，請聽下回分解！
年輕的造物主，創造世界的工具已經在你手上，請你將它的威力發揮到極致！
請記住揮動工具的口訣：
道生一，一生二，二生三，三生萬物
我是誰，我來自哪裡，我要到哪裡去
題圖：pexels，CC0 授權。
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